-
Die Erfindung betrifft ein Luftfiltergehäuse mit einem Ansaugluftfilter für die Gemischaufbereitungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, insbesondere für den Vergaser eines Zwei- oder Viertaktmotors nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Aus der
DE 34 24 774 A1 ist ein Ansaugluftfilter bekannt, bei dem das Filtergehäuse im Wesentlichen aus zwei Gehäuseschalen zusammengesetzt ist. Der untere Bereich des Filtergehäuses bildet einen Pralltopf, der die Ansaugöffnung in das Filtergehäuse im Wesentlichen haubenartig übergreift; in der Umfangswand des Pralltopfes ist ein Verbindungsfenster zum Reinraum des Ansaugluftfilters vorgesehen.
-
Dieser bekannte Ansaugluftfilter soll die Kraftstoffanteile der rückpulsierenden Ansaugluft von dem Filterelement fernhalten, so dass dieses über eine lange Betriebsdauer seine Funktion sicher erfüllen kann. Jedoch wurde in der Praxis festgestellt, dass unter ungünstigen Betriebsbedingungen über das Verbindungsfenster mit Kraftstoff gesättigte Ansaugluft in den Reinraum des Luftfilters rückströmen kann, wobei sich dieser Kraftstoff im Luftfilterelement anlagert. Dadurch wird der Durchströmungswiderstand der Filterfläche erhöht, was einen Leistungsverlust des angeschlossenen Verbrennungsmotors bedingt. Auch verschmutzt das Filterelement schneller und muss öfters gereinigt werden.
-
Die
DE 199 16 750 A1 zeigt ein Luftfiltergehäuse für einen Vergaser. Der Luftfilter liegt geodätisch oberhalb des Vergasers, wodurch eine aufwendige Luftführung notwendig ist.
-
Die
DE 43 45 098 A1 beschreibt ein Luftfiltergehäuse, bei dem der Ansaugkanal des Vergasers durch ein in den Reinraum mündendes Ansaugrohr verlängert ist.
-
Aus der
DE 44 07 124 A1 ist der Aufbau eines Luftfiltergehäuses bekannt, bei dem die Mündung des Vergaseransaugkanals in den Reinraum durch gestaffelt angeordnete Luftwiderstandselemente umgeben ist, um Kraftstofftröpfchen vom Luftfilterelement zurückzuhalten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ansaugluftfilter der gattungsgemäßen Art derart auszubilden, daß auch unter ungünstigen Betriebsbedingungen der Eintritt gemischgesättigter Ansaugluft in den Reinraum des Luftfilters vermieden ist.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Kerngedanke der Erfindung ist, das Verbindungsfenster des Pralltopfes nicht unmittelbar in den Reinraum des Luftfiltergehäuses münden zu lassen, sondern im Strömungsweg zwischen dem Verbindungsfenster und dem Reinraum einen Ausgleichsraum vorzusehen, der seinerseits über mindestens eine kanalartige Verbindung mit dem Reinraum des Luftfiltergehäuses in Verbindung steht. Der Ausgleichsraum nimmt das rückpulsierende Volumen der gemischgesättigten Ansaugluft weitgehend auf, so daß konstruktiv ein übertritt gemischgesättigter Ansaugluft in den Reinraum vermieden ist. Bevorzugt wird die Abstimmung der Volumina derart vorgesehen, daß die Summe der Volumina des Ausgleichsraumes und des Kanals dem rückpulsierenden Ansaugluftvolumen etwa entspricht, vorzugsweise größer ist als dieses.
-
Aufgrund der mehrfachen Umlenkung der rückpulsierenden Ansaugluft werden sich die Flüssigkeitströpfchens des Gemisches an den Wänden des Ausgleichsraumes und der Kanalwand niederschlagen und – unter der Wirkung der Gravitationskraft in der Ansaugluftströmung – durch das Verbindungsfenster in den Pralltopf zurückgeführt und im Ansaugtakt mit angesaugt werden. Das Verbindungsfenster liegt dabei dem Erdboden abgewandt, also der wirkenden Gravitationskraft zugewandt.
-
Bevorzugt zweigt der Kanal an dem dem Verbindungsfenster gegenüberliegenden Ende des Ausgleichsraumes ab, so daß ein möglichst langer Strömungsweg erhalten ist, der ein Rückhalten der gemischbeladenen Ansaugluft gewährleistet. Die Strömungsrichtung im Ausgleichsraum ist der Gravitationskraft entgegengerichtet; zum Kanal ist die Strömungsrichtung um 180° gedreht.
-
In Weiterbildung der Erfindung ist im Ausgleichsraum eine quer zur Durchströmrichtung der Ansaugluft liegende Prallwand angeordnet, die die Abscheidewirkung der Flüssigkeitströpfchen aus der rückpulsierenden Ansaugluft verstärkt. In besonderer Ausgestaltung ist die Prallwand zum Verbindungsfenster hin gewölbt, so daß die zuströmende Ansaugluft die konvexe Seite der Prallwand anströmt; es ergibt sich ein geringer Strömungswiderstand. In Gegenrichtung wird die rückpulsierende Ansaugluft die konkave Seite der Prallwand anströmen und sich in deren Wölbung sammeln; der Strömungswiderstand vom Verbindungsfenster zum Kanal ist konstruktiv größer ausgeführt.
-
Die den Ausgleichsraum und die Kanäle begrenzende Zwischenwand liegt bevorzugt mit Abstand zum Filterelement, so daß für die durchströmende Ansaugluft eine große wirksame Filterfläche gegeben ist, welche eine lange Betriebszeit ohne Reinigung des Filterelementes ermöglicht.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.
-
Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht auf einen Ansaugluftfilter bei abgenommenen Filterelement,
-
2 einen Schnitt längs der Linie II-II in 1 und eingesetztem Filterelement,
-
3 einen Schnitt längs der Linie III-III in 1 und eingesetztem Filterelement,
-
4 eine perspektivische Ansicht gemäß 1 bei abgenommener Zwischenwand,
-
5 eine Ansicht auf die in 1 dargestellte Zwischenwand,
-
6 eine perspektivische Ansicht auf die Zwischenwand vom Gehäuseboden des Luftfilters aus gesehen.
-
Der in 1 dargestellte Ansaugluftfilter für eine Gemischaufbereitungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors besteht im wesentlichen aus einem Filtergehäuse 1, in dem ein von einem Filterelement 2 (2, 3) begrenzter Reinraum 3 ausgebildet ist. Das Filtergehäuse 1 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem schalenartigen Gehäusegrundkörper 4, welches durch das Filterelement 2 verschlossen wird. Zweckmäßig ist das Filterelement 2 durch einen nicht dargestellten Gehäusedeckel auf dem schalenartigen Gehäusegrundkörper 4 fixiert.
-
Wie aus den 2, 3 und 4 zu ersehen, ist im Gehäuseboden 6 des Gehäusegrundkörpers 4 etwa mittig eine Ansaugöffnung 5 vorgesehen, die zur Verbindung des Ansaugluftfilters mit dem Ansaugkanal einer Gemischaufbereitungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors dient. Als Gemischaufbereitungsvorrichtung ist z. B. der Vergaser, insbesondere der Membranvergaser eines Zwei- oder Viertaktmotors vorgesehen, wie er als Antriebsmotor in handgeführten. tragbaren Arbeitsgeräten, z. B. einer Motorkettensäge, einem Freischneider, einer Heckenschere, einem Trennschleifer, einem Blasgerät oder dergleichen Verwendung findet.
-
Die Ansaugöffnung 5 ist von einem haubenartigen Pralltopf 7 weitgehend vollständig übergriffen, wobei im gezeigten Ausführungsbeispiel der Pralltopf 7 durch einen Haubenabschnitt 9 einer Zwischenwand 8 ergänzt wird, die im Reinraum 3 angeordnet ist. Der Pralltopf 7 ist über seinen Umfang weitgehend geschlossen und – wie insbesondere 2 zeigt – über ein in seiner Umfangswand angeordnetes Verbindungsfenster 10 mit dem Reinraum 3 verbunden. Hierzu mündet das Verbindungsfenster 10 zunächst in einen Ausgleichsraum 11 (4), der seinerseits über Längskanäle 12 mit dem Reinraum 3 des Ansaugluftfilters in Strömungsverbindung steht. Das Verbindungsfenster liegt der wirkenden Gravitationskraft G zugewandt. Die vorherrschende Arbeitslage des Ansaugluftfilters ist derart, daß das Verbindungsfenster dem Erdboden E abgewandt liegt.
-
Der Ausgleichsraum 11 ist zwischen dem die Ansaugöffnung 5 aufweisenden Gehäuseboden 6 und der im Reinraum angeordneten Zwischenwand 8 ausgebildet. Begrenzt wird der Ausgleichsraum 11 einerseits vom Gehäuseboden 6 und der Zwischenwand 8, andererseits vom Pralltopf 7 sowie Stegen 13, die sich im gezeigten Ausführungsbeispiel mit Abstand a in Längsrichtung neben etwa parallel zur Gravitationskraft G liegenden Gehäuseseitenwänden 14 des Filtergehäuses 1 erstrecken. Die Stege 13 enden mit Abstand 16, 17 vor den Gehäusequerwänden 15, so daß an ihrem Ende mit dem Abstand 16 eine Strömungsverbindung zum Ausgleichsraum 11 und an dem Ende mit dem Abstand 17 eine Strömungsverbindung zum Reinraum 3 gegeben ist. Der Kanal 12 hat über seine Länge bevorzugt gleichen Querschnitt; es kann vorteilhaft sein, den Kanal 12 in Strömungsrichtung 23 zum Verbindungsfenster 10 erweitert auszuführen.
-
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Stege 13, der Pralltopf 7 und der Gehäuseboden 6 des Filtergehäuses 1 einteilig insbesondere aus Kunststoff oder Leichtmetall wie Magnesium gefertigt. Der Pralltopf 7 schließt über jeweils einen Schraubendom 18 an die Stege 13 an, so daß der Ausgleichsraum 11 an seinem, dem Pralltopf 7 aufweisenden Ende gegenüber dem Reinraum 3 vollständig geschlossen ist. Eine Strömungsverbindung zwischen dem Ausgleichsraum 11 und dem Reinraum 3 erfolgt ausschließlich über die Längskanäle 12.
-
Die Zwischenwand 8 deckt im Bereich der Stege 13 und des Ausgleichsraums 11 den Gehäuseboden 6 im wesentlichen vollständig ab, wie 1 zeigt. Lediglich im Bereich der mit Abstand 17 zur Gehäusequerwand 15 liegenden Enden der Stege 13 ist der Gehäuseboden 6 frei.
-
Wie die 2 und 3 zeigen, liegt die Trennwand 8 mit Abstand b zum Filterelement 2. Dadurch ist gewährleistet, daß über die gesamte Fläche des Filterelementes 2 Ansaugluft zuströmen kann und daher die Schmutzbelastung der Filterfläche gleichmäßig verteilt ist.
-
Das Filterelement 2 selbst ist von einem zylindrischen Dom 19 durchragt, der zur Befestigung eines nicht dargestellten Deckels oder dgl. genutzt werden kann.
-
Die Anordnung und Ausbildung des Ausgleichsraums 11 sowie der Längskanäle 12 ist derart vorgesehen, daß im wesentlichen Symmetrie zur Achse einer durch die Schnittlinie II-II in 1 gegebenen Symmetrieachse besteht. Die Ansaugöffnung 5 liegt im wesentlichen etwa auf der Achse III-III (1) im Gehäuseboden 6; die Gehäusestege 13 sind – in der Ansicht von vorne gemäß 4 gesehen – auf beiden Seiten der Ansaugöffnung 5 bzw. des Pralltopfes 7 angeordnet, so daß der Ausgleichsraum 11 über zwei im wesentlichen parallel zu den Gehäuseseitenwänden 14 bzw. der Gravitationskraft G verlaufenden Kanälen 12 mit dem Reinraum 11 verbunden ist.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Ausgleichsraum 11 eine Prallwand 20 ausgebildet, die – wie die 2 und 6 zeigen – etwa mittig zwischen den Stegen 13 liegt und dem Verbindungsfenster 10 zugewandt gewölbt ist. Die Prallwand 20 erstreckt sich über die gesamte Höhe des Ausgleichsraums 11 von der Trennwand 8 bis zum Gehäuseboden 6. In Strömungsrichtung 23 der angesaugten Verbrennungsluft (6) ist die Prallwand 20 konvex gewölbt, so daß der einströmenden Verbrennungsluft möglichst wenig Strömungswiderstand entgegengesetzt ist. Aus dem Verbindungsfenster 10 in den Ausgleichsraum 11 rückpulsierende Gase werden in der Wölbung der Prallwand 20 gefangen, also am Austreten aus dem Ausgleichsraum 11 in die Längskanäle 12 gehindert. Der Strömungswiderstand aus dem Ausgleichsraum 11 in die Längskanäle 12 ist größer als in Strömungsrichtung 23 der angesaugten Verbrennungsluft. In Ansaugrichtung ist der Strömungswiderstand also kleiner als in Gegenrichtung.
-
Um eine symmetrische Strömungsverteilung zu gewährleisten, liegt die Prallwand 20 etwa mittig im Ausgleichsraum 11, so daß ihre Enden jeweils mit seitlichem Abstand zu den Stegen 13 liegen und zwischen den Stegen und den Enden der Prallwand 20 jeweils ein Strömungspfad gebildet ist, wie die Pfeile der Strömungsrichtung 23 zeigen.
-
Es kann vorteilhaft sein, die Stege 13 über ihre gesamte Höhe am Gehäuseboden 6 auszubilden; im gezeigten Ausführungsbeispiel ist – wie 6 zeigt – eine Teilhöhe der Stege 13 an der Zwischenwand 8 angeformt. Die Enden der Stege 13 sind – wie die 4 und 6 zeigen – durch zylindrische Schraubdome 20 gebildet, wodurch aufgrund der gerundeten Enden der Stege 13 der Strömungswiderstand reduziert ist. Die Zwischenwand 8 wird mit den vier Befestigungsdomen 21 im Filtergehäuse 1 fixiert und ergänzend mit zwei Muttern und Schrauben am Dom 18 befestigt. Der Rand 22 der Zwischenwand 8 liegt im wesentlichen spielfrei an den Gehäuseseitenwänden 14 bzw. der oberen Gehäusequerwand 15 an. Ein luftdichter Anschluß ist nicht erforderlich, Leckageströme können zugelassen werden.
-
Um eine gute Abdichtung zu erhalten und die Steifigkeit der aus Kunststoff gefertigten Zwischenwand 8 zu erhöhen, ist der äußere Rand 22 rechtwinklig zur Ebene der Trennwand 8 abgewinkelt gefertigt. Der Rand 22 hat eine Höhe, die für eine zweckentsprechende Abdichtung im Filtergehäuse 1 ausreichend ist.
-
Zusätzlich oder anstelle der Prallwand 20 kann das Verbindungsfenster 10 durch ein Gitter in Form eines Siebes 25 abgedeckt sein. Es ist ausreichend, das Gitter bzw. Sieb 25 im Strömungsweg zwischen Verbindungsfenster 10 derart anzuordnen, daß die angesaugte Ansaugluft bzw. die rückpulsierende Ansaugluft das Gitter durchströmen muß. In 4 ist ein derartiges als Sieb 25 ausgebildetes Gitter strichliert dargestellt.
